Топливный элемент

Наберется, рассортируем.
Ответить
Сообщений: 11 Страница 1 из 1

Сообщение
Автор
22 окт 2008, 23:01
Интродукция.
По различным оценкам, запасов нефти хватит на 20–50 лет, а спад объемов добычи нефти ожидается в течение ближайших 10 лет.

РНЦ «Курчатовский институт»

Реализацией проекта «Исследования и разработка неплатиновых электрокатализаторов для водородного электрода топливных элементов и электролизера на основе иммобилизованных ферментов» ученые химфака МГУ занимаются в сотрудничестве с ФГУ РНЦ «Курчатовский институт», а именно – с Институтом водородной энергетики и плазменных технологий (ИВЭПТ),

Изображение
Топливный элемент мощностью 1 кВт.

РНЦ «Курчатовский институт»входящим в состав этого центра. На протяжении последних 20 лет в ИВЭПТ ведется разработка и оптимизация топливных элементов и электролизеров с ТПЭ. Так, например, разработаны высокоэффективные катализаторы на углеродном носителе для систем с ТПЭ с удельной поверхностью платины более 100 м2/г, оригинальные технологии изготовления мембранно-электродных блоков, обеспечивающие оптимизированную структуру электрокаталитического слоя при расходе платины порядка 0,1 мг/см2. На сегодняшний день в топливном элементе с ТПЭ достигнуты рабочие плотности тока порядка 1,6 А/см2 при напряжении 0,7 В. Характерное напряжение электролизера при плотности тока 1 А/см2 составляет 1,63–1,64 В. Созданы топливные элементы мощностью 1 кВт и электролизеры производительностью до 2 м3/час водорода (рабочее давление до 30 атм). Масштабы, опыт и наличие стендов, специально созданных для экспериментов с топливными элементами и электролизерами, делают возможным проведение широкомасштабных испытаний новых неплатиновых электрокатализаторов. Кроме того, в Курчатовском институте разрабатываются каталитические композиции на основе ферментов и ионообменного полимера, а также методы их нанесения на ТПЭ-мембрану.


Топливные элементы фирмы Ballard, 1 квт
Изображение и Изображение
ZSV , 1 квт
Изображение

Топливные элементы на метаноле от Panasonic.

Изображение
При объеме в 270 кубических сантиметров и массе 320 граммов может питать устройство номинальной мощностью 10 ватт, с пиками в потреблении, не превышающими 20 ватт. На 200 куб. см метанола топливный элемент проработает около 20 часов

Изображение
Прототип топливного элемента, предназначенного подзарядки батарей сотовых телефонов и других мобильных устройств. При весе 350 г этот топливный элемент имеет объем 360 куб.см. Как утверждается, он сможет заряжать батареи нескольких устройств одновременно.

===========================

Топливный элемент - [url=http://ru.wikipedia.org/wiki/Топливный_элемент]тут (Вики)[/url] и тут (Кругосвет)

Статьи о батареях и аккумуляторах, в частности о ТЭ -->
23 окт 2008, 16:49
По различным оценкам, запасов нефти хватит на 20–50 лет, а спад объемов добычи нефти ожидается в течение ближайших 10 лет.
Слав, к сожалению, ТЭ, никак не могут помочь в плане альтернатив нефти и газа. В пределе - лучшее использование энергии углеводородов. Не более.

Несколько не сильно общеизвестных моментов.
По концу нефти - версии разные. Начиная с теорий откуда взялись углеводороды. Школьная версия - распад органики, сейчас не совсем катит. Есть варианты, что пока шарик теплый и тектонически живой - нефть будет. Правда черпаем мы ее все равно быстрее, чем прибывает.
Угля дофига. Пока. Но добывать все дороже. И жидкие углеводороды с него дорого выходят. Тем не менее, во всем мире (кроме России) угольное производство рассматривается, как основа будущей энергетической безопасности государства. И дотируется. У нас - разрушается.

По перспективности способов получения энергии. Есть один не шибко рекламируемы, но очень критичный параметр:
- сколько квт можно снять с квадратного метра энергоустановки. Солнце, ветер, прилив, геотермо, гидро... - фуфло. Земли не хватит.

Остается ТЭЦ, АЭС. Для ТЭЦ реален перевод на уголь. На уран пока особого дефицита нет. Т.е. с глобальными поставщиками энергии - не так все страшно.

Кстати, до сих пор не пойму, нахрена все эти газопроводы. На транспорт газа в компрессорах тратят четверть траспортируемого газа. У потребителя газ - переводят в тепло. Газ в электро на месте, плюс транспорт в виде эл.энергии - потери теже, а ЛЭП гораздо дешевле трубы. Можно экономить на транспорте.

А вот с автономными генераторами (авто, ЖД, транспорт) - все гораздо хуже. По сути, жидкие углеводороды там работают, как аккумуляторы энергии. И заменить их сегодня - просто нечем.

С уважением, Евгений.
23 окт 2008, 18:14
Прочитал, согласен,... немного так пессимистично звучит, но противоречий нет.

strannik писал(а):
По различным оценкам, запасов нефти хватит на 20–50 лет, а спад объемов добычи нефти ожидается в течение ближайших 10 лет.
Слав, к сожалению, ТЭ, никак не могут помочь в плане альтернатив нефти и газа. В пределе - лучшее использование энергии углеводородов. Не более.


Плюсы:
- достижим более высокий КПД
- прямое преобразование топливо-ЭЭ
- надежность
- тишина
- гораздо шире список веществ могущих служить топливом в.т.ч каменный уголь(пропан, природный газ, метиловый спирт, керосин или бензин и т.д.) и более экзотические - гидроксиды металлов.


Сколько КВТ можно снять с квадратного метра энергоустановки?
Сколько тут сторона? -
Изображение
Топливный элемент мощностью 1 кВт.

Какую нишу в результате займут топливные элементы?

Уже можно говорить о первых промышленных образцах мобильных источников для сотовых телефонов, ноотбуков, аварийных источниках питания (серийные), первых промышленных источниках для транспорта.

Последний раз редактировалось Slava K 23 окт 2008, 19:05, всего редактировалось 1 раз.

23 окт 2008, 19:00
Вдогонку по аккумуляторам, для наглядности. Прикид по удельной энергии. Дж/литр.

Для сравнения - берем обычный кипяток. Количество энергии в литре кипятка - 100 ккал/кг

Традиционные кислотные, щелочные аккумы. 70-100 ккал/кг.
В автомобильном аккумуляторе энергии меньше, чем в пятилитровой банке кипятка.

Всякие новомодные, редкоземельные. Энергии до полутора раз больше. 150-200 ккал/кг

ТЭ - ажно до 500 ккал/кг.

Бензин. 11 000 ккал/кг. Приплыли. Менять - близко нечем.
Думаю дальше комментарии излишни.

Перспективны: :)
Моляризация одного килограмма атомарного водорода = пять кг бензина. 50 000 ккал/кг

Один грамм воды сжатый вдвое, по энергии равен примерно сотне эшелонов с солярой. :)

С уважением, Евгений.
23 окт 2008, 19:09
гораздо шире список веществ могущих служить топливом в.т.ч каменный уголь(пропан, природный газ, метиловый спирт, керосин или бензин и т.д.) и более экзотические - гидроксиды металлов.
Нисколько не шире.
Углем, газом, жидкими углеводородами и сейчас топят. Будет несколько эффективнее. Беда в том, что эффективность не говорит о том, где взять саму горючку.
Топить спиртом - да где ж его столько взять?
А топить натрием - хоть сейчас. По цене, примерно тоже, что сторублевыми бумажками.

ТЭ - дают более эфективное (до двух раз) извлечение энергии из топлива. Но не дают новые виды топлива. С объемами как из нефтяных, газовых скважин.

С уважением, Евгений.
23 окт 2008, 19:11
Я не понял... ТЭ - железо + топливо, а бензин без двигателя и генератора?

А килограмм урана - 2-3 эшелона угля... при мизерном КПД. :wink:

Честно говоря вникать не в силах, скопировал - смотрите сами(это по водороду):
Изображение

Копать тут
23 окт 2008, 19:31
Я не понял... ТЭ - железо + топливо, а бензин без двигателя и генератора?
Горючка+ТЭ=Энергия
Горючка+ТЭЦ=Энергия
И там и там - горючка. Которая на шарике кончается. В этом плане, ТЭ - не панацея, не новый источник энергии, не отменяет энергетический кризис. Для примера, термояд - новый.

С уважением, Евгений.
23 окт 2008, 19:48
Бензин. 11 000 ккал/кг.

по некоторым данным на производство 1 кг бензина тратится 13 500 ккал...

- но это мы уходим в сторону.

Нас интересует - мобильность(удобство, надежность, кпд, и т.д.) и цена. Понятно, что водород, в ближайшем будущем, нам не светит, а вот ТЭ на бензине (керосине, газе, спирте) ближе к реальности.

Соответственно надо считать полный вес к работе и стоимость.

Вопрос в том, сможет ли в обозримом будущем ТЭ заменить ДВС или нет?
24 окт 2008, 12:48
Вопрос в том, сможет ли в обозримом будущем ТЭ заменить ДВС или нет?
В перспективе: горючка + ТЭ + электромотор = авто с расходом примерно вдвое ниже лучших сегодняшних.

Не пускает:
- очень высокая цена ТЭ, в частности катализаторов лучше платины пока нет. На 100 квт - до полукило. Причем, потихоньку расходуется.
- больший удельный вес электропривода. На 100 квт, легче 300 кг не попадалось. На ту же мощность - вес примерно вдвое больше. Вентильные движки - очень дорогие магниты, тенденция к размагничиванию.
По управлению - вопросов нет уже сегодня. В механнике такие фокусы и не снились. Отрываться можно по полной. От бортового поворота колесами в раздрай, до извратов типа: предпоследнее заднее слева крутится - 2 см назад, 5 - вперед с заданной скоростью и частотой.
Первое и второе держит момент без оборотов ровно на грани срыва, а задние просто стоят, чтоб зазря электричество не переводить :)

По горючке. С водородом - работают больше наши. Буржуи ковыряют метан, метанол и т.д. В принципе тоже водород, но уже непосредственно у электрода. По водороду - думаю перспектив мало. Очень опасно. 2 грамма водорода плюс 16 кислорода - натуральная взрывчатка. Смесь детонирует. Углеводородные газы - горят. Водород - такая сволочь, что лезет даже в и сквозь метал, меняя его свойства. Короче дело не столько в ТЭ, а в том, как сделать безопасно. Хотя тот же водород - наиболее эффективные ТЭ (мощность/вес).

С уважением, Евгений.
15 янв 2009, 12:16
Просто аккумулятор, но блин 400 км. зарядка 1 час... Фантастика?

http://auto.mail.ru/article.html?id=27735
15 янв 2009, 15:48
Uha писал(а):
Просто аккумулятор, но блин 400 км. зарядка 1 час... Фантастика?

Враки!
А теперь представим, что автоморбиль жрёт 5кВт и едет 8 часов эти 400км.
Тогда для зарядки этого аккумулятора потребуется более 40кВт в течении часа!!!
Ни одна квартирная сеть этого не выдержит!
Да и киловат электричества пока обходится во столько же сколько и на бензине, учитывая потери при зарядке аккумулятора.
Так что пока абсолютно лёгких и абсолютно ёмких аккумуляторов не придумают дёргаться от ДВС особого смысла нет, особенно если учесть КПД генерации электричества из топлива от 22 (ТЭЦ) до 35-40%(дизель и газовые турбины)

Сообщений: 11 Страница 1 из 1
Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0

cron